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阅读 15399 次 历史版本 6个 创建者:暖心 (2011/5/13 13:29:32)  最新编辑:无影之云 (2011/7/20 16:30:11)
拼音:Tóng(Tong)
英文:Copper
同义词条:铜粉,单质铜,金属铜,铜元素,Copper
  
銅
            銅
  銅是一種化學元素,它的化學符號是Cu(拉丁語:Cuprum),它的原子序數是29,是一種過渡金屬。 銅呈紫紅色光澤的金屬密度8.92克/立方釐米。熔點1083.4±0.2℃,沸點2567℃。常見化合價+1和+2。電離能7.726電子伏特。銅是人類發現最早的金屬之一,也是最好的純金屬之一,稍硬、極堅韌、耐磨損。還有很好的延展性。導熱和導電性能較好。銅和它的一些合金有較好的耐腐蝕能力,在幹燥的空氣里很穩定。但在潮濕的空氣里在其表面可以生成一層綠色的鹼式碳酸銅Cu2(OH)2CO3,這叫銅綠。可溶於硝酸和熱濃硫酸,略溶於鹽酸。容易被侵蝕。
 
 
 

簡介

  
  銅是人類最早使用的金屬。早在史前時代,人們就開始采掘露天銅礦,並用穫取的銅制造武器、式具和其他器皿,銅的使用對早期人類文明的進步影響深遠。銅是一種存在於地殼和海洋中的金屬。銅在地殼中的含量約爲0.01%,在個别銅礦床中,銅的含量可以達到3%~5%。自然界中的銅,多數以化合物即銅礦物存在。銅礦物與其他礦物聚合成銅礦石,開采出來的銅礦石,經過選礦而成爲含銅品位較高的銅精礦。

  銅呈紫紅色光澤的金屬,密度8.92克/釐米3。熔點1083.4±0.2℃,沸點2567℃。常見化合價+1和+2(3價銅僅在少數不穩定的化合物中出現)。電離能7.726電子伏特。銅是人類發現最早的金屬之一,也是最好的純金屬之一,稍硬、極堅韌、耐磨損。還有很好的延展性。導熱和導電性能較好。銅和它的一些合金有較好的耐腐蝕能力,在幹燥的空氣里很穩定。但在潮濕的空氣里在其表面可以生成一層綠色的鹼式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3],這叫銅綠。可溶於硝酸和熱濃硫 酸,略溶於鹽酸。容易被鹼侵蝕。

  1、化合物中以一價和二價形式存在爲主的金屬元素,有延性和展性,是熱和電最佳導體之一,是唯一的能大量天然產出的金屬,也存在於各種礦石(例如黄銅礦輝銅礦斑銅礦赤銅礦孔雀石)中,能以金屬狀態及黄銅、青銅和其他合金的形態用於工業、工程技術和工藝上。如:銅山(出產銅礦的山);銅花(銅屑);銅金(赤銅);銅粉(銅屑。銅和其他金屬熔融在一起所做出來的黄金色粉狀合金,可當作顏料);銅陵(產銅的山);銅落(銅屑,可入藥);銅腥(銅的腥臭味)。

  2、銅制的[器物]。如銅鼎:銅鼎是用來烹煮食物,後主要用於祭祀和宴享,是商周時期最重要的禮器之一。上,下有銅丸(銅鑄的小球);銅牙(弩上鉤弦的鉤叫牙,以銅制者稱銅牙);銅瓦(銅制的瓦);銅史(漏刻銅壺上的銅人像);銅印(銅鑄的印章。也稱“銅章”);銅兵(銅制的兵器);銅狄(銅鑄的人。即“銅人”。或稱“金人”);銅洗(銅制的盥洗用具);銅柱(銅制的柱子);銅荷(銅制的燭台。形似荷葉);銅猊(銅制的獅形香鑪);銅渾(銅制的渾天儀。又叫“銅儀”);銅鼻(古代官印上銅制的鼻狀紐孔)。

  3、銅鑄的貨幣。也用以泛指金錢 。

  4、喻堅固的。如:銅郭(形容城郭的堅固,如同銅鑄一般);銅堞(像銅鐵般堅固的城堞。堞是城上的女牆);銅樓(華美堅固的樓房);銅山鐵壁(比喻風節的堅毅剛正);銅頭鐵額(比喻人非常勇猛強悍)

  5、喻堅強,強大有力的。如:銅豌豆(喻有經驗的老狎妓者) (元朝關漢卿曾說:“我是個蒸不爛煮不熟捶不破炒不爆響當當的一粒銅豌豆”)  

基本信息

  
  元素名稱:銅

  元素符號:Cu
 
  英文名稱:Copper

  元素原子量:63.546

  元素類型:金屬元素  

物理屬性

  
  外觀:紫紅色光澤的金屬
銅鹽的焰色反應
   銅鹽的焰色反應

  密度:8.92克/釐米3

  熔點:1083.4±0.2℃

  沸點:2567℃

  常見化合價:+1和+2

  元素在太陽中的含量:(ppm) 0.7

  晶體結構:等軸晶系,結構中銅原子按立方最緊密方式排列,又稱銅型結構。

  原子體積:(立方釐米/摩爾) 7.1

  元素在海水中的含量:(ppm)太平洋表面 0.00008

  氧化態:

  Main Cu+2
用銅做的門
    用銅做的門

  Other Cu-1,Cu0, Cu+1, Cu+3, Cu+4

  晶胞參數:

  a = 361.49 pm

  b = 361.49 pm

  c = 361.49 pm

  α = 90°

  β = 90°

  γ = 90°

  地殼中含量:(ppm)50

  質子數:29

  中子數:35

  原子序數:29

  所屬周期:3

  所屬族數:IB

  電子層分布:2-8-18-1

  莫氏硬度:3

  聲音在其中的傳播速率:3810(m/S)

  一般狀況下的密度:8.9×10^3kg/m^3  

化學性質

  
   加熱1373K:
以銅作爲内芯的導線
以銅作爲内芯的導線

  2Cu+O2==2CuO    4Cu+O2==2Cu2O

  2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3

  2Cu+4HCl+O2=2CuCl2+2H2O

  Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

  3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

  點燃:Cu+Cl2==CuCl2

  Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 

銅的化合物

  
  (1)氫氧化銅氧化銅

  4CuO==Cu2O+O2↑(加熱>1237k)

  加熱353K:Cu(OH)2==CuO+H2O

  Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O

  Cu 2+ + 2OH- =Cu(OH)2

  (2)硫酸銅

  (a)硫酸銅俗名膽礬或藍礬,其水溶液呈藍色

  (b)硫酸銅的制備

  加熱:Cu+2H2SO4(濃)====CuSO4+SO2↑+2H2O

  加熱:2Cu+2H2SO4(稀)+O2====2CuSO4+2H2O

  (c) 硫酸銅的加熱

  無水硫酸銅加熱到923K時,分解成CuO

  加熱:CuSO4====CuO+SO3

  或者

  加熱:2CuSO4====2CuO+2SO2↑+O2

  (d)硫酸銅的用途

  ① 高中化學用無水硫酸銅檢驗水蒸氣的存在。

  ② 高中生物檢驗蛋白質時常在蛋白質中加入鹼,再加入硫酸銅溶液,此時溶液會變爲紫色,這個反應被稱爲雙縮脲反應。

  ③ 高中生物檢驗還原性糖時用硫酸銅、氫氧化鈉制成斐林試劑,與還原性糖經沸水浴後作用生成磚紅色沉澱。

  ④ 應用領域無機工業用於制造其他飼鹽如氯化亞銅、氯化銅、焦磷酸銅、氧化亞銅、醋酸銅、碳酸銅等。染料和顏料工業用於制造含銅單偶氮染料如活性豔藍、活性紫等。有機工業用作合成香料和染料中間體的催化劑,甲基丙烯酸甲酯的阻聚劑。塗料工業用作生產船底防污漆的殺菌劑。電鍍工業用作全光亮酸性鍍銅主鹽和銅離子添加劑。印染工業用作媒染劑和精染布的助氧劑。農業上作爲殺菌劑。

  (3)硫化銅

  Cu 2+ +H2S=CuS+2H+

  加熱:3CuS+2NO3-+8H+ ==3Cu 2+ +2NO+3S+4H2O      2CuS+10CN-==2[Cu(CN-)4]3- +2S 2- +(CN)2

  (4)銅的配合物

  (a)配陽離子:[Cu(NH3)4]2+

  (b)配陰離子:[Cu(OH)4]2-

  (c)配陽離子:[Cu(NH3)2]+ 

發現簡史

  
  銅是古代就已經知道的金屬之一。隨着生產的發展,隻是使用天然銅制造的生產工具就不敷應用了,生產的發展促使人們找到了從銅礦中取得銅的方法。含銅的礦物比較多見,大多具有鮮豔而引人注目的顏色,例如:金黄色的黄銅礦CuFeS2,鮮綠色的孔雀石CuCO3·Cu(OH)2或者Cu2(OH)2CO3,深藍色的石青2CuCO3Cu(OH)2等,把這些礦石在空氣中焙燒後形成氧化銅CuO,再用碳還原,就得到金屬銅。純銅制成的器物太軟,易彎曲。人們發現把錫摻到銅里去,可以制成銅錫合金──青銅。銅,COPPER,源自Cuprum,是以產銅聞名的塞浦路斯島的古名,早爲人類所熟知。它和金是僅有的兩種帶有除灰白黑以外顏色的金屬。銅與金的合金,可制成各種飾物和器具。加入鋅則爲黄銅;加入錫即成青銅。 

元素用途

  
  銅是與人類關係非常密切的有色金屬,被廣泛地應用於電氣、輕工、機械制造、建築工業、國防工業等領域,在我國有色金屬材料的消費中僅次於

  銅在電氣、電子工業中應用最廣、用量最大,占總消費量一半以上。用於各種電纜和導線,電機和變壓器的繞阻,開關以及印刷線路板等。

  在機械和運輸車輛制造中,用於制造工業閥門和配件、儀表、滑動軸承、模具、熱交換器和泵等。

  在化學工業中廣泛應用於制造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等。

  在國防工業中用以制造子彈、炮彈、鎗炮零件等,每生產100萬發子彈,需用銅13--14噸。

  在建築工業中,用做各種管道、管道配件、裝飾器件等。

  最近幾十年,人們還發現銅有非常好的醫學用途。20世紀70年代,我國醫學發明家劉同慶劉同樂研究發現,銅元素具有極強的抗癌功能,並成功研制出相應的抗癌藥物“克癌7851”,在臨床上穫得成功。後來,墨西哥科學家也發現銅有抗癌功能。最近,英國研究人員又發現,銅元素有很強的殺菌作用。相信不久的將來,銅元素將爲提高人類健康水平做出巨大貢獻。  

性能特征

  
  導電性:64%

  耐蝕性:23%

  結構強度:12%

  裝飾性:1% 

銅的應用 

電氣工業

  電力輸送

  電力輸送中需要大量消耗高導電性的銅,主要用於動力申.線電纜、匯流排、變壓器、開關、接插元件和聯接器等。

  我國在過去一段時間内,由於銅供不應求,考慮到鋁的比重隻有銅的 30%,在希望減輕重量的架空高壓輸電線路中曾采取以鋁代銅的措施。目前從環境保護考慮,空中輸電線將轉爲鋪設地下電纜。在這種情況下,鋁與銅相比,存在導電性差和電纜尺寸較大的缺點,而相形見絀。

  同樣的原因,以節能高效的銅繞組變壓器,取代鋁繞組變壓器,也是明智的選擇。

   電機制造

  在電機制造中,廣泛使用高導電和高強度的銅合金。主要用銅部位是定子、轉子和軸頭等。在大型電機中,繞組要用水或氫氣冷卻,稱爲雙水内冷或氫氣冷卻電機,這就需要大長度的中空導線。

  電機是使用電能的大戶,約占全部電能供應的60%。一台電機運轉累計電費很高,一般在最初工作500小時内就達到電機本易的成本,一年内相當於成本的4~16倍,在整個工作壽命期間可以達到成本的200倍。電機效率的少量提高,不但可以節能;而且可以穫得顯着的經濟效益。開發和應用高效電機,是當前世界上的一個熱門課題。由於電機内部的能量消耗,主要來源於繞組的電阻損耗;因此,增大銅線截面是發展高效電機的一個關鍵措施。近年來己率先開發出來的一些高效電機與傳統電機相比,銅繞組的使用量增加25~ 100%。目前,美國能源部正在資助一個開發項目,擬采用鑄入銅的技術生產電機轉子。

  通訊電纜

  80年代以來,由於光纖電纜載流容量大等優點,在通訊幹線上不斷取代銅電纜,而迅速推廣應用。但是,把電能轉化爲光能,以及輸入用戶的線路仍需使用大量的銅。隨着通訊事業的發展,人們對通訊的依賴越來越大,對光纖電纜和銅電線的需求都會不斷增加。

  住宅電氣線路

  近年來,隨着我國人民生活水平提高,家電迅速普及,住宅用電負荷增長很快。1987年居民用電量爲 269.6億度(l度=1千瓦·小時),10後年的 1996年猛升到 1131億度,增加3.2倍。盡管如此,與發達國家相比仍有很大差距。例如,1995年美國的人均用電量是我國的14.6倍,日本是我國的8.6倍。我國居民用電量今後仍有很大發展。預計從 1996年到2005年,還要增長1.4倍。 

電子工業

  電子工業是新興產業,在它蒸蒸日上的發展過程中,不斷開發出銅的新產品和新的應用領域。目前它的應用己從電真空器件和印刷電路,發展到微電子和半導體集成電路中。

   電真空器件

  電真空器件主要是高頻和超高頻發射管、波導管、磁控管等,它們需 要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。

   印刷電路

  銅印刷電路,是把銅箔作爲表面,粘貼在作爲支撑的塑料板上;用照相的辦法把電路布線圖印制在銅版上;通過浸蝕把多餘的部分去掉而留下相互連接的電路。然後,在印刷線路板上與外部的連接處沖孔,把分立元件的接頭或其它部分的終端插入,焊接在這個口路上,這樣一個完整的線路便組裝完成了。如果采用浸鍍法,所有接頭的焊接可以一次完成。這樣,對於那些需要精細布置電路的場合,如無線電、電視機,計算機等,采用印刷電路可以節省大量布線和固定回路的勞動;因而得到廣泛應用,需要消費大量的銅箔。此外,在電路的連接中還需用各種價格低廉、熔點低、流動性好的銅基釺焊材料。

   集成電路

  微電子技術的核心是集成電路。集成電路是指以半導體晶體材料爲基片(芯片),采用專門的工藝技術將組成電路的元器件和互連線集成在基片内部、表面或基片之上的微小型化電路。這種微電路在結構上比最緊湊的分立元件電路在尺寸和重量上小成千上萬倍。它的出現引起了計算機的巨大變革,成爲現代信息技術的基礎,IBM(國際商業機器公司),己采用銅代替硅芯片中的鋁作互連線,取得了突破性進展。這種用銅的新型微芯片,可以穫得30%的效能增益,電路的線尺寸可以減小到0.12微米,可使在單個芯片上集成的晶體管數目達到200萬個。這就爲古老的金屬銅,在半導體集成電路這個最新技術領域中的應用,開創了新局面。

   引線框架

  爲了保護集成電路或混合電路的正常工作,需要對它進行封裝;並在封裝時,把電路中大量的接頭從密封體内引出來。這些引線要求有一定的強度,構成該集成封裝電路的支承骨架,稱爲引線框架。實際生產中,爲了高速大批量生產,引線框架通常在一條金屬帶上按特定的排列方式連續沖壓而成。框架材料占集成電路總成本的1/3~ l/4,而且用量很大;因此,必須要有低的成本。

  銅合金價格低廉,有高的強度、導電性和導熱性,加工性能、針焊性和耐蝕性優良,通過合金化能在很大範圍内控制其性能,能夠較好地滿足引線框架的性能要求,己成爲引線框架的一個重要材料。它是目前銅在微電子器件中用量最多的一種材料。 

能源及石化工業

   能源工業

  火力及原子能發電都要依靠蒸氣作功。蒸氣的回路如下:

  鍋鑪發生蒸氣- 蒸氣推動汽輪機作功- 作功後的蒸汽送至冷凝器- 冷卻成水- 回到鍋鑪重新變成蒸汽。

  其間主冷凝器由管板和冷凝管組成。由於銅導熱性好並能抗水的腐蝕,所以它們均使用鍋黄銅、鋁黄銅或白銅制造。根據資料介紹,每萬千瓦裝機容量需要5噸冷凝管。一個60萬千瓦的發電廠就需要3 00噸冷凝管材。

  太陽能的利用也要使用許多銅管。例如:英國倫敦附近某旅館的一個游泳池,裝備了太陽能加熱器,在夏季可以將水溫保持在18~24℃。在該太陽能加熱器中含有784磅(3 56公斤)銅管。

  石化工業

  銅和許多銅合金,在水溶液、鹽酸等非氧化性酸、有機酸(如:醋酸、檸檬酸、脂肪酸、乳酸、草酸等)、除氨以外的各種鹼及非氧化性的有機化合物(如:油類、酚、醇等)中,均有良好的耐蝕性;因而,在石化工業中大量用於制造接觸腐蝕性介質的各種容器、管道系統、過濾器、泵和閥門等器件。還利用它的導熱性,制造各種蒸發器、熱交換器和冷凝器。由於銅的塑性很好,特别適合於制造現代化工工業中結構錯綜複雜、銅管交叉編制的熱交換器。此外在石油精鍊工廠中都使用青銅生產工具;原回是沖擊時不迸出火花,可以防止火災發生。

  海洋工業

  海洋占地球表面面積70%以上,合理地開發利用海洋資源日益受到人們的重視。海水中含確"容易造成腐蝕的氯離子,鋼鐵、、甚至不鏽鋼等許多工程金屬材料均不耐海水腐蝕。此外在這些材料,以及木材、玻璃等非金屬材料的表面上還會形成海洋生物污損。銅則一枝獨秀,不但耐海水腐蝕;而且溶入水中的銅離子有殺菌作用,可以防止海洋生物污損。因而,銅和銅合金是海洋工業中十分重要的材料,業已在海水淡化工廠、海洋采油采氣平台、以及其它海岸和海底設施中廣泛應用。例如,海水淡化過程中使用的管路系統、泵和閥門,以及采油采氣平台上使用的設備,包括飛濺區和水下用的螺栓、鑽孔日,抗生物污損包套、泵閥和管路系統等等。關於銅和銅合金在船舶中的應用情況,將在後節中介紹。  

交通工業

  船舶

  由於良好的耐海水腐蝕性能,許多銅合金,如:鋁青銅、錳青銅、鋁黄銅、炮銅(錫鋅青銅)、白銅以及鎳銅合金(蒙乃爾合金)己成爲造船的標准材料。一般在軍艦和商船的自重中,銅和銅合金占2~3%。 軍艦和大部分大型商船的螺鏇槳都用鋁青銅或黄銅制造。大船的螺鏇槳每支重20~ 25噸。伊麗莎白皇后號和瑪麗皇后號航母的螺鏇槳每支重達35噸。大船沉重的尾軸常用"海軍上將"炮銅,舵和螺鏇漿的錐形螺栓也用同樣材料。引擎和鍋鑪房内也大量用銅和銅合金。世界上第一艘核動力商船,使用了30噸白銅冷凝管。近來用鋁黄銅管作油罐的大型加熱線圈。在10萬噸級的船上就有12個這種儲油罐,相應的加熱系統規模相當大。船上的電氣設備也很複雜,發動機、電動機、通訊系統等幾乎完全依靠銅和銅合金來工作。大小船隻的船艙内經常用銅和銅合金來裝飾。甚至木制小船,也最好用銅合金(通常是硅青銅)的螺絲和釘子來固定木結構,這種螺絲可以用滾軋大量生產出來。爲了防止船殼被海生物污損影響航行,過去經常采用包覆銅加以保護;現在,則普遍用刷含銅油漆的辦法來解決。二次世界大戰中,爲禦防德國磁性水雷對艦船的襲擊,曾發展了抗磁性水雷裝置,在鋼船殼周圍附一圈銅帶,通上電流以中和船的磁場,這樣就可以不引爆水雷。從1944年以後,盟軍的所有船隻,共計約18,000艘,都裝上了這種去磁裝置而得到了保護。一些大型主力艦爲此需用大量的銅,例如其中一艘用去銅線長 28英里,重約 30噸。

   汽車

  汽車用銅每輛10~2I公斤,隨汽車類型和大小而異,對於小轎車約占自重的6~9%%。銅和銅合金主要用於散熱器、制動系統管路、液壓裝置、齒輪、軸承、刹車摩擦片、配電和電力系統、墊圈以及各種接頭、配件和飾件等。其中用銅量比較大的是散熱器。現代的管帶式散熱器,用黄銅帶焊接成散熱器管子,用薄的銅帶摺曲成散熱片。

  近年來爲了進一步提高銅散熱器的性能,增強它對鋁散熱器的競爭力,作 了許多改進。在材質方面,向銅中添加微量元素,以達到在不損失導熱性的前 提下,提高其強度和軟化點,從而減薄帶材的厚度,節省用銅量;在制造工藝 方面,采用高頻或激光焊接銅管,並用銅釺焊代替易受鉛污染的軟焊組裝散熱 器芯體。這些努力的結果示於表6.2,與釺焊鋁散熱器相比,在相同的散熱條件 下,即在相同的空氣和冷卻劑的壓力降下,新型銅散熱器的重量更輕,尺寸顯 着縮小;再加上銅的耐蝕性好、使用壽命長,銅散熱器的優勢就更明顯。

  鐵路

  鐵路的電氣化對銅和銅合金的需要量很大。每公里的架空導線需用2 噸以上的異型銅線。爲了提高它的強度,往往加入少量的銅(約1%)或銀 (約of%)。此外,列車上的電機、整流器、以及控制、制動、電氣和信 號系統等都要依靠銅和銅合金來工作。

  飛機

  飛機的航行也離不開銅。例如:飛機中的配線、液壓、冷卻和氣動系統需使用銅材,軸承保持器和起落架軸承采用鋁青銅管材,導航儀表應用抗磁銅合金,眾多儀表中使用破銅彈性元件等等。 

機械和冶金工業

  機械工程

  幾乎在所有的機器中都可以找到銅制品部件。除了電機、電路、油壓系統、氣壓系統和控制系統中大量用銅以外,種類繁多用黄銅和青銅制造的傳動件和固定件,如齒輪、蝸輪、蝸杆、聯結件、緊固件、扭擰件、螺釘、螺母等,比比皆是。幾乎在所有作機械相對運動的部件之間,都要使用減磨銅合金制作的軸承或軸套,特别是萬噸級的大型擠壓機、鍛壓機的缸套、滑板幾乎都用青銅制成,鑄件重量可達數噸。許多彈性元件,幾乎都選用硅青銅和錫青銅作爲材料。焊接工具、壓鑄模具等更離不開銅合金,如此等等。

  冶金設備

  冶金工業是消耗電能的大戶,素有“電老虎”之稱。在冶金廠的建設中通常必須要有一個依靠銅來進行工作的龐大的輸、配電系統和電力運轉設備。此外,在火法冶金中,連續鑄造技術已占據主導地位,其中的關鍵部件一結晶器,大都采用鉻銅、銀銅等高強度和高導熱性的銅合金。電冶金中的真空電弧鑪和電渣鑪水冷坩堝使用銅管材制造,各種感應加熱的感應線圈都是用銅管或異型銅管繞制而成,内中通水冷卻。

   合金添加劑

  銅是鋼鐵和鋁等合金中的重要添加元素。少量銅(0.2~0.5%)加入低合金結構用鋼中,可以提高鋼的強度及耐大氣和海洋腐蝕性能。在耐蝕鑄鐵和不鏽鋼中加入銅,可以進一步提高它們的耐蝕性。含銅30%左右的高鎳合金是着名的高強度耐蝕“蒙乃爾合金”,在核工業中廣泛使用。

  在許多高強度鋁合金中都含有銅。通過淬火 一 時效熱處理,在合金中析出彌散分布的細小顆粒,而顯着提高其強度,稱爲時效硬化鋁合金。其中着名的有杜拉鋁或稱硬鋁,它是一種含銅、錳、鎂的鋁合金,是制造飛機和火箭的重要結構材料。 

輕工業

  輕工業產品與人民生活密切相關,品種繁多、五花八門。由於銅鋼具有良好綜合性能,到處可以看到它大顯身手的蹤影。現僅擧數例如下:

  空調器和冷凍機

  空調器和冷凍機的控溫作用,主要通過熱交換器銅管的蒸發及冷凝作 用來實現。熱交換傳熱管的尺寸和傳熱性能,在很大程度上決定了整個空調機和制冷裝置的效能和小型化。在這些機器上采用的都是高導熱性能的異型銅管。利用銅的良好加工性能,最近開發和生產出帶有内槽和高翅片的散熱管,用於制造空調器、冷凍機、化工及餘熱口收等裝置中的熱交換器,可使新型熱交換器的總熱傳導系數提高到用普通管的2~3倍,和用普通低翅片管的 1.2~1.3倍,己在國内使用,可節省 40%的銅,並使熱交換器體積縮小 1/3以上。

  鍾表

  目前生產的鍾表,計時器和有鍾表機構的裝置,其中大部分的工作部件都用"鍾表黄銅"制造。合金中含1.5-2%的鉛,有良好加工性能,適合於大規模生產。例如,齒輪由長的擠壓黄銅棒切出,平輪由相應厚度的帶材沖出,用黄銅或其它銅合金制作摟刻的鍾表面以及螺絲和接頭等等。大量便宜的手表用炮銅(錫鋅青銅)制造,或鍍以鎳銀(白銅)。一些着名的大鍾都用鋼和銅合金制作。英國“大笨鍾”的時針用的是實心炮銅杆,分針用的是14英尺長的銅管。

  一個現代化的鍾表廠,以銅合金爲主要材料,用壓力機和精確的模具加工,每天可以生產一萬到三萬隻鍾表,費用很低。

  造紙

  在當前信息萬變的社會里,紙張消費量很大。紙張表面看來簡單,但是造紙工藝卻很複雜,需要通過許多步驟,應用很多機器,包括冷卻器、蒸發器、打漿器、造紙機等等。其中許多部件,如:各種熱交換管、輥輪、打擊棒、半液體泵和絲網等,大部分都用銅合金制作。

  例如,目前采用的長網造紙機,它要將制好的紙漿噴到快速運動的具有細小網孔(40~60目)的網布上。網布由黄銅和磷青銅絲編織而成,它的寬度很大,一般在20英尺(6米)以上,要求保持完全平直。網布在一系列小的黄銅或銅輥子上運動,當帶着噴附其上的紙漿通過時,濕氣從下面空吸出去。網子同時振動以使紙漿中的小纖維粘結在一起。大型造紙機的網布尺寸很大,可以達到寬26英尺8英寸( 8. l米)和長100英尺( 3 0.5米)。濕紙漿不但含水,而且含有造紙過程中使用的化學藥劑,腐蝕性很強。爲了保證紙張質量,對網布材料要求很嚴,不但要有高的強度和彈性;而且要抗紙漿腐蝕,銅合金完全可以勝任。

   印刷

  印刷中用銅版進行照相制版。表面抛光的銅版用感光乳膠敏化後,在它上面照相成像。感光後的銅版需加熱使膠硬化。爲避免受熱軟化,銅中往往含有少量的銀或砷,以提高軟化溫度。然後,對版子進行腐蝕,形成分布着凹凸點子圖形的印刷表面。

  在自動排字機上,要通過黄銅字型塊的編排,來制造版型,這是銅在印刷中的另一個重要用途。字型塊通常用的是含鉛黄銅,有時也用銅或青銅。

   釀酒

  在世界的啤酒釀造中,銅起重要作用。經常用銅作麥芽桶和發酵罐的内村。在一些着名的啤酒廠中備有十餘個容量超過2萬加崙的這種大桶。在發酵缸中,爲了降溫,常用銅管通水冷卻。還用銅管通水蒸汽在釀造啤酒時進行加熱,以及用銅管輸送酒液等。

  蒸餾威士忌和其它烈性酒時,通常用銅制蒸餾鍋。威士忌麥芽酒需蒸餾兩次,要用兩個大銅蒸餾鍋。

   醫藥

  制藥工業中,各類蒸、煮、真空裝置等都用純銅制作。在醫療器械中則 廣泛使用鋅白銅。銅合金還是眼鏡架的常用材料等等  

建築和藝術

  管道系統

  由於銅水管具有美觀耐用、安裝方便、安全防火、衛生保健等諸多優點,使它與鍍鋅鋼管和塑料管相比存在明顯優越的價格性能比。在住宅和公用建築中,用於供水、供熱、供氣以及防火噴淋系統,日益受到人們的青睞,成爲當前的首選材料。在發達國家中,銅制供水系統己占很大比重。美國紐約號稱世界第六高樓的曼哈頓大廈,其中僅供水系統一項,就用去銅管 6萬英尺(l公里)。在歐洲,飲水用銅管消耗量很大。英國的飲水用銅管消耗量平均每人每年1.6公斤,日本爲0.2公斤。由於鍍鋅鋼管容易鏽蝕,許多國家己明令禁用。香港早於1996年 1月起禁止使用,上海也於 1998年5月起實行。我國在房屋建設中推廣使用銅管道系統,勢在必行。

   房屋裝修

  在歐洲采用銅板制作屋頂和漏檐已有傳統。北歐國家中甚至用它作牆面裝飾。銅耐大氣腐蝕性能很好、經久耐用、可以回收,它有良好的加工性可以方便地制作成複雜的形狀,而且它還有美觀的色彩;因而很適合於用做房屋裝修。它在教堂等古建築物屋頂上的應用己有悠久歷史,至今仍發出誘人的光彩;而且在現代大型建築甚至公寓和住宅的建設上的應用也越來越多。例如:在倫敦,代表現代英國建築藝術的“英聯邦委員會”大廈,屋頂形狀複雜,用銅板建造,重約 25噸;於1966年開放的水晶宮運動中心,用銅 60噸做成波浪形的屋頂等等。據統計,用做屋頂的銅板,在德國平均每人每年消費0.8公斤,美國爲0.2公斤。

  此外,屋内的裝修,如:門把手、鎖、百頁、按欄、燈具、牆飾以及廚房次具等等,使用銅制品不但經久耐用,消毒衛生,而且裝點出高雅的氣息,深受人們喜愛。

  塑像和工藝品

  世界上沒有哪一種金屬,能夠像銅那樣廣泛應用於制造各種工藝品,從古至今,經久不衰。今天城市建設中,各種紀念物、鑄鍾、寶鼎、雕像、佛像、仿古制品等等,大量使用鑄造銅合金。現代樂器,如長笛使用白銅制成,薩克斯管用的是黄銅材料。各種精美的藝術品,價廉物美的鍍金以及仿金、仿銀首飾也都需要使用各種成分的銅合金。

  1996年建成的香港天壇大佛,使用錫、鋅、鉛青銅分塊鑄造再焊接而成,高26米,重206噸。1997年建成的浙江普陀山南海觀音大佛,高20米,重 70噸,是世界上第一座使用仿金材料建成的巨型銅像。嗣後在無錫落成了高88米的青銅釋蹟牟尼佛像。更高的佛像正在我國的海南島和九華山以及日本印度等地籌建中。

  錢幣

  自從人類祖先使用錢幣進行交易以來,就用銅和銅合金來制造錢幣,曆代相傳,沿襲至今。隨着現代自動投幣電話、乘車和購物等利民活動的發展,造幣用銅量有增無減。

  在銅幣的應用中,除了變化尺寸以外,可以很方便地采用不同合金成分、改變合金色彩來制造和區分不同面值的貨幣。常用的有含2 5%鎳的"銀幣",含2 0%鋅和1%錫的黄銅幣以及含少量錫(3%)和鋅(l.5%)的"銅"幣。全世界每年生產銅幣要消耗成千上萬噸的銅。僅倫敦皇家造幣廠一家,每年生產7億個銅幣,約需金屬七千噸。  

高科技

  銅不但在傳統工業中有廣泛應用,而且在新興產業以及高科技領域中也發揮着重要作用,擧例如下:

   中計算機

  信息技術是高科技的前導。它依靠的是現代人類智慧的結晶 一 計算機 這個工具,對瞬息萬變、浩如煙海的信息進行加工和處理。計算機的心髒由微處理器(包含運算器和控制器)和存儲器組成。這些基本部件(硬件)都 是大規模集成電路,在微小的芯片上分布着千萬個相互連接的晶體管、電阻。電容等元件,以進行快速的數值運算,邏輯運算和大量的信息儲存。這些集 成電路的芯片要通過引線框架和印刷電路組裝起來才能進行工作。從前面"電子工業中的應用"一章中可以看到,銅和銅合金不但是引線框架、焊料和印 刷電路版中的重要材料;而且還能夠在集成電路的微小元件互連中起重要作用。

  超導和低溫

  一般材料(除半導體以外)的電阻隨溫度降低而減小,當溫度降得很低時,某些材料的電阻會完全消失,這種現象稱爲超導性。出現超導性的這個最高溫度稱爲該材料的超導臨界溫度。  

人體對銅的需求量


  成年人每天需要銅0.05~2毫克,孕、產婦和青、少年(少年食品)的需要量還要多些。足月生下的嬰兒體内含銅量約爲16毫克,按單位體重比成年人要高得多,其中約70%集中在中,由此可見,胎兒的肝是含銅量極高的器官。從妊娠開始,胎兒體内的含銅量就急劇增加,約從妊娠的第200天到出生,銅含量約增加4倍。因此,妊娠後期是胎兒吸收銅最多的時期,早產兒易患缺銅症就是這個原因。

  中國營養學會沒有制定每日膳食中銅的需要量,但制定了每日銅的“安全和適宜的攝入量”,半歲前嬰兒每天需0.5~0.7毫克,半歲至1歲每天0.7~1.0毫克,1歲以上每天1.0~1.5毫克,4歲以上每天1.5~2.0毫克,7歲以上每天2.0~2.5毫克,11歲以上至青年、成年,均爲每天2.0~3.0毫克。這個攝入量與美國科學研究委員會制定的“估計每日飲食中安全充足的銅攝取量”相當。  

銅對人體的影響


  缺乏症

  1、身體缺銅會導致貧血、浮腫、骨骼疾病,並很可能引起風濕性關節炎

  2、缺銅易引起貧血、神經系統失常;

  3、嚴重缺銅的標志是喪失彈性組織和結締組織的完整性,從而導致血管壁的脆性增加,彈性蛋白異常,血管損傷。

  過量表現

  大劑量銅的急性毒性反應包括:口腔有金屬味、上腹疼痛、惡心、嘔吐及嚴重腹瀉。攝入100g或更多硫酸銅可引起溶血性貧血、肝衰竭、腎衰竭、休克、昏迷或死亡。 

銅中毒


  1.急性銅中毒

  引起本病的原因是多種多樣的,常因爲結晶硫酸銅燒傷或意外誤服引起,也有食用被污染的水和食物造成,主要因爲冶鍊銅時造成環境污染。國家規定車間允許銅塵、銅煙濃度爲0.01mg/L。

  急性銅中毒開始產生胃腸道黏膜刺激症狀,如惡心、嘔吐、腹瀉,溶血作用特别明顯,尿中出現血紅蛋白,繼而出現黄疸及心律失常,嚴重時可出現腎功能衰竭及尿毒症、休克。

  2.慢性銅中毒

  (1)呼吸系統長期接觸銅塵、銅煙的工人,最常見的呼吸系統症狀爲咳嗽、咳痰、胸痛、胸悶,有的咯血、鼻咽黏膜充血、鼻中隔潰瘍,甚至可引起塵肺和金屬煙霧熱。

  (2)眼睛(眼睛食品)接觸銅鹽可發生結膜炎和眼瞼水腫,嚴重時角膜可以發生渾濁和潰瘍。從事鎗彈鋼殼生產的工人易發生銅性白内障。

  (3)動物皮膚實驗證明,銅塵可致接觸性和致敏性。  

銅的食物來源


  在人的血液中,銅是鐵的“助手”。銅的吸收部位主要是胃和小腸上部。銅在腸中被吸收後進人血液中,80%的結合成血漿銅藍蛋白。銅在血紅蛋白形成中的作用,一般認爲是促進對腸道鐵(鐵食品)的吸收和從肝及網狀内皮系統的貯藏中使它釋放出來,故銅對於血紅蛋白的形成起着重要作用。

  從食品商品化的角度來看,少量的銅對產品質量的影響主要是在食油(油食品)及含不飽和脂肪的食品中,銅離子實際上起着催化劑的作用,造成食品酸敗、變色和其他一些反應。這些影響盡管使產品在外觀上不受人歡迎,但通常並不會引起中毒和降低食品的營養價值。

  食物中銅的豐富來源有口蘑海米紅茶花茶磚茶榛子葵花子芝麻醬西瓜子綠茶核桃黑胡椒可可等。

  良好來源有肉、蠶豆蘑菇(鮮)、青豆、小茴香黑芝麻大豆制品、松子龍蝦綠豆花生米、黄豆土豆粉、紫菜蓮子芸豆香菇(香菇食品)、毛豆面觔果丹皮、茴香、豌豆、黄醬金鐵菜燕麥片栗子堅果、黄豆粉和小麥胚芽

  一般來源有杏脯綠豆糕酸棗番茄醬青梅果脯海參米花糖香蕉牛肉麵包黄油、蛋、魚、花生醬、花生、豬肉和禽肉。

  微量來源有巧克力豌豆黄、木耳麥乳精豆腐花、稻米、動物脂肪植物油、水果(水果食品)、蔬菜(蔬菜食品)、奶及奶制品和糖。
 

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